一种基于近红外光谱特征的烟叶风格相似性分类方法与流程

文档序号:12118520阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于近红外光谱特征的烟叶风格相似性分类方法,其特征在于包括如下步骤:

首先收集建模样品:样品信息按照品种、种植区域和等级进行分类;然后进行烟叶光谱扫描,将扫描的同种植区域、同品种、不同部位的烟叶光谱,通过主成分分析法提取每个光谱的特征,然后对所有的近红外光谱按行排列,获得数据矩阵,对矩阵进行主成分分析,通过特征向量计算出主成分,通过计算相关数据,确定分类线,建立该区域烟叶风格的PCA区分模型。

2.根据权利要求1所述的一种基于近红外光谱特征的烟叶风格相似性分类方法,其特征在于,所述PCA区分模型的建立包括如下步骤:

(1)光谱扫描;

(2)光谱预处理;

(3)导出光谱数据;

(4)建立数据矩阵;

(5)主成分分析:通过特征向量计算出主成分,分析并保留;

(6)计算所保留主成分的均值,以此均值作为该区域烟叶风格的区分模型的中心;

(7)计算所有该区域烟叶到此中心的距离,并计算所有距离的均值和标准偏差,以平均值加1.2倍标准偏差作为该区域烟叶风格的分类线;

(8)建立PCA模型。

3.根据权利要求2所述的一种基于近红外光谱特征的烟叶风格相似性分类方法,其特征在于,所述PCA区分模型的建立包括如下步骤:

(1)光谱扫描:利用近红外光谱仪扫描烟叶样品获得其近红外谱图,操作参数为:光谱扫描范围12 000~4 000cm-1,光谱分辨率8cm-1,扫描次数64次(约30s)。以透过方式采集光谱数据并处理为吸收光谱的一阶微分。每个样品扫描10次取平均光谱,每个样品扫描获得2个以上的平均光谱;

(2)光谱预处理:采用标准正态变量变换法消除固体样品颗粒大小不一致、表面散射以及光程变化对带来的差异,通过小波变换对光谱进行平滑滤噪,采用多元散射校正、二阶导数处理原始光谱,消除基线漂移,提高光谱分辨率,并提取特征光谱;

(3)导出光谱数据:将12 000~4 000cm-1光谱范围的数据点导出;

(4)建立数据矩阵:将同区域的烟叶近红外光谱按行排列,获得数据矩阵;

(5)主成分分析:通过特征向量计算出主成分,分析并保留;

(6)计算所保留主成分的均值,以此均值作为该区域烟叶风格的区分模型的中心;

(7)计算所有该区域烟叶到此中心的距离,并计算所有距离的均值和标准偏差,以平均值加1.2倍标准偏差作为该区域烟叶风格的分类线;

(8)建立PCA模型:利用正常状态下采集的光谱建立模型,公式如下:

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4.根据权利要求1-3中任一所述的一种基于近红外光谱特征的烟叶风格相似性分类方法,其特征在于,应用该模型对未知风格样品进行识别时,分析步骤如下:

(1)扫描并获得该样品的近红外光谱;

(2)通过建模步骤2中的特征向量分析该样品的主成分;

(3)计算主成分到所建模型中心的距离,根据距离判断风格相似性,若该距离落在分类识别线内,则可判定该烟叶风格与所建模型风格相似,否则判定其为不同风格。

5.根据权利要求1-3中任一所述的一种基于近红外光谱特征的烟叶风格相似性分类方法,其特征在于:根据主成分分析,所有同风格烟叶的光谱到中心的距离应小于所建模型区分值。

6.根据权利要求4中所述一种基于近红外光谱特征的烟叶风格相似性分类方法,其特征在于:通过扫描待分析样品的光谱,计算特征主成分到所建模型中该区域烟叶中心的距离,若该距离落入识别区间,可判定其为同风格烟叶。

7.根据权利要求1-3中任一所述的一种基于近红外光谱特征的烟叶风格相似性分类方法,其特征在于:该模型以一系列同风格的近红外光谱为基础,通过主成分分析建立风格烟叶的区分模型。

8.根据权利要求1-3中任一所述的一种基于近红外光谱特征的烟叶风格相似性分类方法,,其特征在于:扫描前将样品粉碎为40-60目,所述样品为烟丝、烟梗或烟末。

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